Регулятор тока 4 20 ма своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 05.10.2024

Как известно современная автоматика включает в себя токовые датчики. Здесь могут быть датчики давления, разряжения, температуры, расхода и т.д. Все они подключаются по одному принципу. Отклонения бывают только в нюансах.

Измерительный прибор – это прибор, на котором отображаются измерения.

Блок питания – это стандартный блок питания 24 вольта.

Датчик – это любой токовый датчик, который нужно подключить.

Для начала давайте определимся, почему же это токовая петля.

Посмотрим на первое изображение.

Как видно ток от источника питания прошел все цепи, и вернулся к блоку питания. То есть сделал петлю. Эта основа подключения токовых датчиков, которую нужно знать. О нюансах поговорим ниже.

А теперь объясню, как всё запомнить просто, раз и навсегда.

Ниже будут примеры с разным обозначением.

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Так он и хотел. Типа с балансом будет. Эт да, хз где на схеме он их увидел. Но на крайняк - последовательно две штуки и в цепь анода предусилителя и фазика. Либо оставит для будущих переделок под фикс. Планировали выпрямление накала. Не судьба. Но мож в будущем.

Вот у ребят был отвал одной из оперативок - лог такой Boot-Preloader T8032 NO ack! DRAM Channel A Calibration. DRAM Input DQS Calibration fail ! DRAM Channel B Calibration. HW Byte 4 : DQS(2 ~ 29), Size 28, Set 15. HW Byte 5 : DQS(-2 ~ 26), Size 29, Set 12. При ремонте филипсов Лог нужно снимать первым делом. Даже без разборки ТВ - разъем выведен всегда наружу и даже подписан. Зачем покупать майн, если можно этот починить.

Я начинающий в основах разобрался, но не могу понять как этом усилитиле работают транзисторы vt6 vt7, прохождение сигнала vt7 vt9 понятно с коллектора на базу этого самого vt9, но vt6 как сигнал передает? Через эмиттер чтоли? И вообще в описании написано что это фазоинвертор.

Резисторы переменные не сдвоенные. 100u/250в. никуда. 1000u/16в. тоже не везде. В общем много лишних трат. Спешка однако.

Для управления исполнительными механизмами и задвижками, а также режимом работы частотных преобразователей в некоторых случаях применяют задатчики сигналов 4-20 мА. Сигнал с аналогового выхода задатчика подается на управляющий вход частотного преобразователя или аналоговый вход позиционера клапана или задвижки. Величина этого сигнала задается эксплуатирующим персоналом вручную в относительных или физических значениях величин с помощью кнопок "больше" и "меньше" или с помощью регулятора поворотного типа, расположенных на лицевой панели задатчика.

Достаточно широкое применение получили ручные задатчики типа РЗД-12 и РЗД-22. Данные типы устройств имеют устаревшую конструкцию и невысокие эксплуатационные качества. Несмотря на то, что задатчики РЗД до сих пор выпускаются, предпочтительнее все же применять более современные модели задатчиков. В зависимости от модели, современные задатчики тока, кроме базовой функции формирования выходного сигнала 4-20 мА и его регулирования, имеют дополнительные функции, расширяющие сферу их применения и улучшающие эксплуатационные качества.

К таким функциям можно отнести:

Выходной аналоговый сигнал 4-20 мА или 0-10В;
Отображение значения выходного величины выходного сигнала на дисплее задатчика, в относительных единицах (0-100%), в единицах измерения выходного сигнала (мА, В) или без единиц измерения;
Возможность работы в автоматическом или ручном режиме и безударный переход между ними;
Возможность настройки дискретности (шага) изменения выходного сигнала при каждом нажатии кнопок управления;
Встроенный источник питания 24В для питания токовой петли выходного сигнала задатчика, в том случае если он подключен к пассивному аналоговому входу управляемого устройства;
Возможность настройки параметров индикации;
Сохранение данных о установленном значении выходного сигнала при исчезновении напряжения питания;
Контроль исправности линии связи с подключенным устройством;
Возможность предустановки фиксированных уровней выходного сигнала и их быстрый выбор.

Под автоматическим режимом работы задатчика подразумевается режим его работы, при котором он просто передает величину тока со своего аналогового входа на выход. Например, в задатчиках Овен УЗС-1 ко входу задатчика может быть подключен датчик давления, а к выходу – аналоговый вход частотного преобразователя. В зависимости от величины сигнала, который поступает с датчика давления на вход частотного преобразователя (через УЗС-1), изменяется частота напряжения на выходе частотного преобразователя, что влечет за собой, изменение производительности подключенного к нему насоса.

В некоторых случаях, обслуживающему персоналу может потребоваться временно изменить производительность насоса. Для этого задатчик УЗС-1 переводиться в ручной режим и кнопками на его лицевой панели устанавливается нужное значение. Чтобы переключение с автоматического режима на ручное управление не привело к резкому скачкообразному изменению выходного тока, в задатчике УЗС-1 реализован алгоритм так называемого безударного перехода. То есть при переходе на ручное управление регулирование начинается не с какого-то произвольного или ранее установленного значения, а с того значения сигнала, которое было на выходе задатчика на момент переключения режима управления.

Отечественные производители КИП выпускают следующие модели ручных задатчиков тока:

Овен: устройство задания сигнала УЗС-1;
НПП Микротерм: задатчик тока (блок ручного управления) МТМ 103;
КБ Агава: цифровой задатчик тока АДИ-01.5;
Оскол-Энергомаш: стационарный источник тока СИТ-1-ТК.

Иностранные производители выпускают следующие модели задатчиков:

Микрол: блок ручного управления БРУ-420, БРУ-1 и др.;
Phoenix Contact: цифровой задатчик - MCR-SL-D-SPA-UI – 2710314;
Cobi Electronic: задатчик тока 4-20 мА CM22-4-20MA;
LOREME: задатчики GAL36BP, GAL48, GAL96L, GAL144 и др.;
Schuhman Messtechnik: задатчики SE 20.00 GW, SE 30.00 GW, SE 30.24 GW.

Указанные типы задатчиков имеют различный набор дополнительных функций и возможностей. Так устройство задания сигнала Овен УЗС-1 интересно в первую очередь своей функциональностью и различными вариантами исполнения (для щитового монтажа, монтажа на DIN рейку и монтажа на стену) при сравнительно невысокой стоимости. Если же в первую очередь важны габариты задатчика, то в этом случае безусловным лидером является задатчик тока 4-20 мА CM22-4-20MA производства компании Cobi Electronic – задатчик монтируется в стандартное монтажное отверстие для сигнальных ламп диаметром 22 мм.

Платой за минимальные габариты является отсутствие цифровой индикации и пассивный выходной сигнал. Наиболее функциональным задатчиком является, пожалуй, цифровой задатчик MCR-SL-D-SPA-UI от Phoenix Contact.

Преобразователь интерфейса токовой петли 4-20мА xtr115/xtr116

Один из интерфейсов промышленной автоматики — токовая петля 4-20мА, используется для передачи данных от измерительных преобразователей контроллерам. В интерфейсе идёт представление аналогового сигнала: 0мА — обрыв, 4мА — минимальный уровень сигнала, 20мА — максимальный уровень сигнала. Выпускается множество промышленных датчиков с интерфейсом токовой петли 4-20мА.

Преобразователь 0-5В в 4-20мА на xtr115u

В статье предлагаю ознакомиться с преобразователем аналогового сигнала 0-5В (можно пересчитать и на другие диапазоны) в аналоговый сигнал 4-20мА — микросхемой xtr115.

Микросхема универсальная: к ней можно подключать резистивную нагрузку, источники напряжения 0-5В, с пересчётом и другие диапазоны, с добавлением одного операционного усилителя измерительный мост, выход микроконтроллера с аналоговым сигналом (ЦАП) или ШИМ сигналом пропущенным через фильтр.

Внутреннее устройство преобразователя.

Устройство преобразователя xtr115/xtr116

Рассмотрим схему включения преобразователя xtr115u с аналоговым входом 0-5В.

Основой преобразователя выступает микросхема xtr115. Транзистор Q1 должен быть мощностью не менее 0,8Вт, напряжением 40В и током 20мА, например MMBT2222A, BC817, но лучше взять что-нибудь по мощнее. Конденсатор C2 сглаживает пульсации на линии 4-20, резистор R3 ограничивает максимальный протекаемый ток, на нём может выделяться до 0,1Вт, рекомендуется типоразмер 1206. По входу конденсатор C1 выступает в роли входного фильтра. Резистор R1 ограничивает протекание входного тока на вход Iin для 5В на 160мкА, что соответствует 16мА на выходе Io, расчётное значение R1 31,25кОм. Резистор R2 номиналом в 62,5кОм устанавливает смещение 4мА на выходе Io (вывод 4), для этого с вывода источника опорного напряжения Vref на вход сигнала Iin должен протекать ток 40мкА. Протекание тока через резистор смещения R2 в 40мкА и протекание тока через резистор R1 ограниченного на 160мкА даёт на входе Iin диапазон от 40 до 200мкА, микросхема умножает это значение на 100 и на выходе Iout диапазон протекаемого тока 4-20мА.

Внимание! дополнение к схеме. Транзистора в корпусе sot23 не подходят для данной схемы, их можно применять только на малых напряжениях до 15В и наличии токоограничивающего резистора (R3). Максимальное тепловыделение на транзисторе может достигать 0.8Вт, а это уже корпуса D-PACK, при меньшем напряжении с натяжкой sot-223. На резисторе R3 может выделяться мощность около 0.1Вт, оптимальный типоразмер 1206.
Плата приведенная в статье проектировалась для знакомства с данной микросхемой и работает при напряжениях на токовом интерфейсе ниже 15В, кратковременно проверялась на 30В.

Внутреннее устройство преобразователя.

Протекание тока на входе Iin

Для облегчения подбора резисторов R1 и R2 и для добавления установки/калибровки минимального и максимального значения номиналы резисторов были снижены до более распространенного номинала из таблицы E и к ним были добавлены подстроечные многооборотные резисторы.

Схема с подстроечными резисторами

R3 — установка нуля, подстройка 4мА на выходе схемы, когда вход Vin подключен к общему проводу. R1 — установка максимального значения, подстройка 20мА на выходе схемы, когда вход Vin подключен к VDD 5V.

Печатная плата имеет следующий вид:

Схема с подстроечными резисторами

Микросхема преобразователя xtr115 в корпусе SO8, транзистор в корпусе sot-23 (транзистор подобран без запаса по мощности, лучше выбрать в более большом корпусе с лучшим рассеиванием тепла). Все резисторы и конденсаторы в корпусе 0805. Резистор R2 номиналом в 30К разбит на 2: 10К и 20К. Подстроечные резисторы R1 и R3 многооборотные в корпусе 3296W. Разъём X1 выполнен в виде PLS-3R, квадратный вывод — GND, клеммник X2 — 350-021-14 имеет шаг 3,5мм.

Примеры использования интерфейса токовой петли 4-20мА xtr115:

Примеры подключения датчиков к XTR115

Самое простое, что можно подключить к преобразователю — это переменный резистор (R1, на схеме с примерами выше) сопротивлением от 3,3кОм или датчик с изменяемым выходным сопротивлением.

Так же к xtr115 можно подключить выход микроконтроллера ЦАП или ШИМ через фильтр (П-образный фильтр на C1, R2, C2, на схеме выше), который выровняет ШИМ сигнал контроллера в аналоговый сигнал, что бы его можно будет подать на вход Vin преобразователя. Не стоит забывать про уровни: выходной сигнал микроконтроллера должен перекрывать весь рабочий диапазон преобразователя (4-20мА), для этого напряжение питания микроконтроллера должно быть то же 5В, как и у преобразователя, или придётся ставить дополнительные согласующие элементы.

К преобразователю так же можно подключить готовые датчики с изменяемым на выходе напряжением. Например: линейный датчик температуры LM35 (U1, см. на схеме выше), для работы которого понадобиться только резистор подтяжки R3 номиналом в 2кОм, которым можно подтянутся к встроенному в xtr115 стабилизатору напряжения 5В. Такое решение будет допустимо только для датчиков с небольшим потребляемым током, до 3,7мА, если больше они своим потреблением внесут искажения в работу интерфейса 4-20мА, для таких задач придётся использовать внешний источник питания.

Пример расчёта температуры для датчика температуры LM35 подключенного к XTR115.

Датчик LM35 работает в диапазоне от -40 до 100грС на выходе имеет линейную зависимость в 10мВ на каждый градус С. Формула расчёта напряжения выглядит следующим образом:

Vout — напряжение с выхода датчика, В
t — измеренная температура, грС
Для подключенного датчика температуры к преобразователю формула будет иметь следующий вид:

Value — ток 4-20мА полученный с датчика, А
t — температура в грС
Преобразуем:

Читайте также: